Sampling tools til ArcGIS Thomas Balstrøm Institut for Samfundsplanlægning og Udvikling, Aalborg Universitet tb@plan.aau.dk Præsentation af Aalborg Universitet 1 af 31 Om sampling og hvorfor det er så vigtigt at vælge den rette strategi Sampling benyttes ved udtagning af repræsentative stikprøver for en population. Præsentation af Aalborg Universitet 2 af 31 1
Sampling mhp. kortlægning af en kvantitativ egenskab Eksempler fra naturens verden for fænomener som ikke umiddelbart er synlige: Sampling af temperaturer, koncentrationer af kemiske stoffer i jord, højdeniveauer interpolation af kvantitative egenskaber vha. deterministiske eller geostatistiske metoder for at tegne fladekort for fænomenet. Præsentation af Aalborg Universitet 3 af 31 Sampling mhp. kortlægning af en kvalitativ egenskab Grænsedragninger mellem kvalitative egenskaber for at tegne udbredelseskort ud fra tilstedeværelse / ikke-tilstedeværelse af et specifikt fænomen. F.eks. udbredelser af forskellige jordbundstyper. Intuitiv sampling og grænsedragning i felten eller sampling kombineret med evidence modeling / Boolean Suitability Modeling eller Fuzzy Logic Membership software. Eksempler: Kortlægning af områder med tilstedeværelse af kalk eller ej i en specifik dybde, overgange mellem lerede, sandede eller tørveholdige jorde. Præsentation af Aalborg Universitet 4 af 31 2
Samplingstrategier Samplingstrategien bør altid tilgodese et a priorikendskab for det fænomen, der skal kortlægges. Så hvis man f.eks. skal kortlægge, hvor meget kulstof der er i forskellige jordtyper, bør man tage udgangspunkt i kendskabet k til jordbundsvariationerne før man foretager sin sampling. Præsentation af Aalborg Universitet 5 af 31 Samplingstæthed Samplingstætheden bør altid vurderes i forhold til formålet med undersøgelsen og kompleksiteten af det fænomen, som skal registreres. I jordbundsbranchen kan samplingstætheden sættes i relation til det målforhold, som et færdigt kort skal præsenteres i: Formål Målforhold Antal samples Regional planlægning 1:50.000 ½ pr. km 2 Alm. planlægningsopgaver 1:25.000 8 pr. km 2 Detailplanlægning 1:10.000 50 pr. km 2 Præsentation af Aalborg Universitet 6 af 31 3
Regelmæssig sampling (Grid Sampling) Ensartet samplingsfrekvens inden for en region i knudepunkterne i et gridnet med ens afstand i x- og y- retningerne eller i centrum af gridnettes celler. Benyttes når der ikke er kendskab til kompleksiteten af det fænomen, der ønskes samplet. Fordele: unbiased samplingsmetode. Ulemper: fænomener, som er mindre i udbredelse end afstanden mellem de samplede punkter eller er langstrakt og forløber parallelt med et af gridnettes sider, fanges ikke. Præsentation af Aalborg Universitet 7 af 31 Tilfældig sampling (Random Sampling) Tilfældig udlægning af et specifikt antal x,y-koordinater inden for en velafgrænset region Benyttes når der ikke er kendskab til kompleksiteten af det fænomen, der ønskes samplet. Fordele: unbiased samplingsmetode. Kan fange fænomener, som er mindre end den gennemsnitlige sampletæthed eller som forløber parallelt med x- eller y-akserne. Ulemper: lokale fænomener fanges måske ikke. Præsentation af Aalborg Universitet 8 af 31 4
Fordelt, tilfældig sampling (Stratified Random Sampling) Kombination af den regelmæssige og den tilfældige samplingsmetode idet der udpeges én koordinat inden for hver celle i et regelmæssigt gridnet. Benyttes ofte når der ikke er kendskab til kompleksiteten af det fænomen, der ønskes samplet. Fordele: unbiased samplingsmetode. Kan fange fænomener, som er mindre end den gennemsnitlige g sampletæthed eller som forløber parallelt med x- eller y-akserne. Sikrer en god dækning i hele populationen. Ulemper:? Præsentation af Aalborg Universitet 9 af 31 Klyngesampling Observationerne spredes jævnt eller tilfældigt, men der tages prøver i klynger for at vurdere den lokale variation. Fordele: Kan afdække både regionale og lokale variationer af det samplede. Kan benyttes, hvis man har et vist forhåndskendskab til området. Ulemper: Biased samplingsmetode. Præsentation af Aalborg Universitet 10 af 31 5
Demo er 1) Grid sampling 2) Random sampling 3) Random sampling by numbers 4) Stratified random sampling Præsentation af Aalborg Universitet 11 af 31 Anbefalet litteratur Konstantin Krivoruchko: Spatial Statistical Data Analysis for GIS Users. Esri Press 2011. ISBN 978-1-58948-161-9 Thomas Balstrøm, Ole Jacobi og Lars Bodum: Bogen om GIS og geodata. Forlaget GIS & Geodata 2006. ISBN 87-991446-0-3 Præsentation af Aalborg Universitet 12 af 31 6
Andy Mitchell: The Esri Guide to GIS Analysis vol. 3. Esri Press. Udkommer formodentlig i Q4 2011. David W. Allen: Getting to know ModelBuilder Esri Press, ISNB 978-1-58948-255-5 Præsentation af Aalborg Universitet 13 af 31 Kopi af toolbox Send mail til tb@gis-geodata.dk eller thomasb@plan.aau.dk Præsentation af Aalborg Universitet 14 af 31 7
Spørgsmål? Præsentation af Aalborg Universitet 15 af 31 Tak for nu og tak til min sponsor GISConsult / GIS & Geodata Præsentation af Aalborg Universitet 16 af 31 8